RU2315345C2

RU2315345C2 - Method of synchronizing drives for extrusion device

Info

Publication number: RU2315345C2
Application number: RU2005138035/09A
Authority: RU
Inventors: Роман ЛАБЕРЕР; Штефан БАУМЕР
Original assignee: Краусс-Маффай Кунстштоффтехник Гмбх
Priority date: 2003-05-07
Filing date: 2004-04-14
Publication date: 2008-01-20
Also published as: US7372220B2; WO2004099888A1; EP1623286A1; RU2005138035A; EP1623286B1; ATE373838T1; DE502004005021D1; US20060053795A1

Abstract

FIELD: extrusion.

SUBSTANCE: method comprises determining the nominal velocity of the drive from the production of the maximum velocity of the drive depending on the aggregate normalized relative value and same for all aggregates normalized synchronization factor.

EFFECT: prolonged synchronization period.

10 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к экструзионной установке с несколькими приводными агрегатами, скорости которых синхронизированы, а также к способу синхронизации приводных агрегатов.The invention relates to an extrusion installation with several drive units, the speeds of which are synchronized, as well as to a method for synchronizing drive units.

Экструзионные установки служат для непрерывного профильного прессования термопластов. Для этого термопластичное сырье в виде гранулята или порошка подается посредством дозирующего устройства в шнековый транспортер, в котором материал гомогенизируется и термически пластифицируется. Пластифицированный материал выдавливается шнеком через формовочный инструмент, и полученный профиль отводится разгрузочным устройством через охлаждающие устройства. Этот способ пригоден для изготовления профильных планок, труб, пластин и тому подобного. Агрегаты экструзионной установки, которая может состоять из нескольких экструзионных узлов, чаще всего управляются централизованным образом.Extrusion plants serve for continuous profile pressing of thermoplastics. For this, thermoplastic raw materials in the form of granules or powder are fed by means of a metering device to the screw conveyor, in which the material is homogenized and thermally plasticized. The plasticized material is extruded by a screw through a molding tool, and the resulting profile is discharged by an unloading device through cooling devices. This method is suitable for the manufacture of profile strips, pipes, plates and the like. The units of an extrusion plant, which may consist of several extrusion units, are most often managed in a centralized manner.

Для сохранения постоянного качества продукции, при регулировке скорости экструзионных установок, важно, чтобы скорости всех приводных агрегатов, например пластифицирующего шнека, дозирующего устройства и разгрузочного устройства, регулировались синхронно. В известных способах синхронизации изменение скорости одного агрегата переносится относительным образом на другие агрегаты. Однако при частых регулировках скорости этот способ приводит ввиду неточностей численных вычислительных операций к расхождениям скоростей приводов. В других способах синхронизация может осуществляться, только начиная с определенной минимальной скорости, так как в противном случае это может привести к неточному расчету коэффициентов связи между отдельными приводными агрегатами. Поэтому синхронизация не может быть постоянно действующей, если время от времени скорость снижается ниже минимального значения скорости, и к тому же должна активироваться вручную.To maintain consistent product quality, when adjusting the speed of extrusion plants, it is important that the speeds of all drive units, such as a plasticizing screw, a metering device and an unloading device, be controlled synchronously. In known synchronization methods, a change in the speed of one unit is transferred relative to other units. However, with frequent speed adjustments, this method leads to discrepancies in drive speeds due to inaccuracies in numerical computational operations. In other methods, synchronization can be carried out only starting from a certain minimum speed, since otherwise it may lead to inaccurate calculation of the coupling coefficients between the individual drive units. Therefore, synchronization cannot be permanent, if from time to time the speed drops below the minimum speed value, and also must be activated manually.

В DE 19859348 А1 описан способ управления и регулирования для экструзионной установки, а также соответствующая экструзионная установка. Экструзионная установка содержит электродвигатели, которые посредством преобразователей частоты могут управляться таким образом, что скорости перемещения лент разгрузочных цепных транспортеров по существу одинаковы.DE 198 59 348 A1 describes a control and regulation method for an extrusion plant, as well as a corresponding extrusion plant. The extrusion plant contains electric motors that can be controlled by frequency converters in such a way that the speeds of the conveyor belts of the unloading chain conveyors are essentially the same.

Из DE 19651427 А1 известен способ синхронного по положению или углу управления сцепленными приводными системами, а также устройство для осуществления способа. Отдельные приводы при этом объединены в группы приводов и управляются посредством тактовых сигналов в форме инкрементных командных сигналов или кодированных командных сигналов.From DE 19651427 A1, a method is known for synchronous position or angle control of coupled drive systems, as well as a device for implementing the method. Separate drives are combined into drive groups and controlled by clock signals in the form of incremental command signals or encoded command signals.

В основе изобретения лежит задача создания способа синхронизации приводных агрегатов и экструзионной установки с синхронизированными приводными агрегатами, которые обеспечивают возможность длительной синхронизации во всем диапазоне скоростей.The basis of the invention is the creation of a method for synchronizing drive units and an extrusion installation with synchronized drive units, which provide the possibility of long-term synchronization in the entire speed range.

Решение этой задачи обеспечивается способом согласно пункту 1 формулы изобретения и экструзионной установкой согласно пункту 6 формулы изобретения. Другие пункты формулы изобретения относятся к предпочтительным вариантам осуществления изобретения.The solution to this problem is provided by the method according to paragraph 1 of the claims and the extrusion installation according to paragraph 6 of the claims. Other claims relate to preferred embodiments of the invention.

В соответствии с изобретением номинальное значение скорости приводного агрегата получают из произведения максимальной скорости агрегата, зависящего от агрегата относительного значения и одинакового для всех агрегатов коэффициента синхронизации.In accordance with the invention, the nominal value of the speed of the drive unit is obtained from the product of the maximum speed of the unit, depending on the unit relative value and the same synchronization coefficient for all units.

Номинальное значение=Коэффициент синхронизации× Относительное значение × Максимальная скоростьNominal value = Synchronization coefficient × Relative value × Maximum speed

Посредством относительного значения устанавливаются относительные скорости отдельных приводных агрегатов по отношению друг к другу. При синхронных изменениях скорости коэффициент синхронизации изменяется, в то время как относительные значения остаются одинаковыми, так что посредством изменения коэффициента синхронизации от 0 до максимального значения скорость агрегатов может регулироваться от состояния покоя до максимальной скорости. Для изменения отношений скоростей между отдельными агрегатами регулируются одно или более относительных значений. Синхронизация возможна в любой точке производственного процесса.By means of a relative value, the relative speeds of the individual drive units are set in relation to each other. With synchronous changes in speed, the synchronization coefficient changes, while the relative values remain the same, so that by changing the synchronization coefficient from 0 to the maximum value, the speed of the units can be adjusted from the standstill to the maximum speed. To change the velocity ratios between the individual units, one or more relative values are adjusted. Synchronization is possible at any point in the production process.

Предпочтительные варианты осуществления изобретения поясняются со ссылками на чертежи.Preferred embodiments of the invention are explained with reference to the drawings.

На фиг.1 показана экструзионная установка, и1 shows an extrusion installation, and

На фиг.2 показана v-t-диаграмма со скоростями различных агрегатов в зависимости от времени.Figure 2 shows a v-t diagram with the speeds of various units depending on time.

На фиг.1 показана сама по себе известная конструкция экструзионной установки с дозирующим устройством 1, приводным агрегатом 2 этого устройства, экструзирующим шнеком 3, приводным агрегатом 4 шнека, разгрузочным конвейером 5 и приводным агрегатом разгрузочного конвейера (не показан).Figure 1 shows the known construction of an extrusion plant with a metering device 1, a drive unit 2 of this device, an extruding screw 3, a drive unit 4 of the screw, a discharge conveyor 5 and a drive unit of a discharge conveyor (not shown).

На фиг.2 показаны скорости приводных агрегатов в зависимости от времени. При этом кривая 6 представляет скорость дозирующего устройства 1, кривая 7 - скорость шнека 3, и кривая 8 - скорость разгрузочного конвейера 5. В момент t0 времени установка запускается. В этот момент времени коэффициент синхронизации установлен на 0, так что скорости всех агрегатов равны 0. Пусть желательные номинальные значения скоростей приводных агрегатов представляют собой значения, находящиеся во временном интервале от t1 до t2. Чтобы достичь этих желательных скоростей, в этом временном интервале от момента запуска процесса производства (t0) выходные значения отдельных приводных агрегатов непрерывно повышаются, пока к моменту t1 времени не будут достигнуты желательные номинальные значения. Для этого коэффициент синхронизации непрерывно повышается, начиная от 0, пока не будет достигнуто желательное номинальное значение. Так как приводные агрегаты обычно допускают различные максимальные изменения скорости, которые показаны на фиг. 2 штриховыми прямыми 6', 7' и 8' для дозирующего устройства 1, шнека 3 и разгрузочного конвейера 5, в качестве скорости изменения применяется максимальная скорость изменения самого инерционного агрегата, в показанном случае - шнека 3.Figure 2 shows the speed of the drive units depending on time. In this case, curve 6 represents the speed of the metering device 1, curve 7 represents the speed of the screw 3, and curve 8 represents the speed of the discharge conveyor 5. At time t0, the installation starts. At this point in time, the synchronization coefficient is set to 0, so that the speeds of all units are 0. Let the desired nominal values of the speeds of the drive units are values in the time interval from t1 to t2. In order to achieve these desired speeds, in this time interval from the moment the production process starts (t0), the output values of the individual drive units continuously increase until the desired nominal values are reached by time t1. For this, the synchronization coefficient is continuously increased, starting from 0, until the desired nominal value is reached. Since drive units typically allow various maximum speed changes, which are shown in FIG. 2 by dashed straight lines 6 ', 7' and 8 'for the metering device 1, screw 3 and discharge conveyor 5, the maximum rate of change of the inertial unit itself, in the shown case, screw 3, is used as the rate of change.

К моменту t1 времени достигнута желательная номинальная скорость, которая поддерживается до момента t2 времени. В момент t2 времени происходит синхронная регулировка скорости, после чего во временном интервале от t2 до t3 скорости приводных агрегатов синхронно снижаются, пока к моменту t3 времени не будут достигнуты желательные номинальные значения. И в этом случае при изменении скорости вновь руководствуется максимальной скоростью изменения самого инерционного агрегата, в этом случае - шнека 3. Во временном интервале от t3 до t4 скорости вновь поддерживаются постоянными, пока в момент t4 времени не произойдет несинхронная регулировка скорости приводного агрегата разгрузочного конвейера, после чего его скорость снижается до тех пор, пока не будет достигнуто новое номинальное значение, в то время как скорости дозирующего устройства 1 и шнека 3 поддерживаются постоянными.At time t1, the desired rated speed is reached, which is maintained up to time t2. At the time t2, synchronous speed control takes place, after which, in the time interval from t2 to t3, the speeds of the drive units synchronously decrease until the desired nominal values are reached by the time t3. And in this case, when changing the speed, it is again guided by the maximum rate of change of the inertial unit itself, in the screw 3. In the time interval from t3 to t4, the speeds are kept constant again, until at time t4 there is an asynchronous adjustment of the speed of the drive unit of the discharge conveyor, after which its speed decreases until a new nominal value is reached, while the speeds of the metering device 1 and the screw 3 are kept constant.

Эта несинхронная регулировка скорости осуществляется тем, что относительное значение приводного агрегата разгрузочного конвейера снижается, причем в этом случае скорость изменения выходного значения до достижения нового номинального значения определяется максимальной скоростью изменения отдельного агрегата, в данном случае разгрузочного конвейера 5.This non-synchronous speed adjustment is carried out by reducing the relative value of the drive unit of the discharge conveyor, and in this case, the rate of change of the output value until a new nominal value is reached is determined by the maximum rate of change of an individual unit, in this case, the discharge conveyor 5.

Предпочтительным образом, наивысшее относительное значение нормируется по максимальному значению, которое не может быть превышено, за счет чего все другие агрегаты получают более низкое относительное значение. Тем самым достигается максимальная точность вычислений и, кроме того, исключается выбег относительного значения. Соответствующий агрегат обозначается как ведущий агрегат. Если коэффициент синхронизации устанавливается на максимальное значение, то ведущий агрегат достигает своей максимальной скорости, в то время как другие агрегаты с более низкими относительными значениями остаются ниже своих максимальных скоростей. Нормированная формула имеет вид:Preferably, the highest relative value is normalized to the maximum value, which cannot be exceeded, due to which all other units receive a lower relative value. Thereby, the maximum accuracy of the calculations is achieved and, in addition, the stick out of the relative value is excluded. The corresponding unit is designated as the lead unit. If the synchronization coefficient is set to the maximum value, the master unit reaches its maximum speed, while other units with lower relative values remain below their maximum speeds. The normalized formula has the form:

Для синхронного изменения скорости пользователь задает новое номинальное значение для агрегата, из чего вычисляется новый коэффициент синхронизации, который затем применяется для всех агрегатов, так что для всех агрегатов получаются новые номинальные значения. При несинхронном отдельном изменении из желательного нового номинального значения вычисляется новое относительное значение, в то время как все другие значения сохраняются постоянными.To synchronously change the speed, the user sets a new nominal value for the unit, from which a new synchronization coefficient is calculated, which is then applied to all units, so that new nominal values are obtained for all units. With a non-synchronous separate change, a new relative value is calculated from the desired new nominal value, while all other values are kept constant.

На практике способ может быть реализован с использованием известных датчиков скоростей и т.п. и программируемого узла регулирования и управления. Разумеется, описанный способ может применяться и в установках с другими или дополнительными агрегатами.In practice, the method can be implemented using known speed sensors and the like. and programmable control and regulation unit. Of course, the described method can be applied in installations with other or additional units.

Claims

1. The synchronization method of the drive units, characterized in that the nominal value of the speed for one unit is set, and the nominal values of the respective unit speeds are the product of the corresponding maximum unit speed, the corresponding relative value of the unit speed and the synchronization coefficient that is the same for all units, synchronous changes in the unit speeds carried out by changing the synchronization coefficient, and changing the relationship of speeds between aggregates They are carried out by changing the corresponding relative values of the speeds of the units.

2. The method according to claim 1, characterized in that the maximum relative value of the speeds of all units is normalized to the maximum value, which should not be exceeded.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that after changing the nominal value, the output value is adjusted to a new nominal value at a given rate of change.

4. The method according to claim 3, characterized in that the predetermined rate of change with synchronous changes in speed is determined by the lowest maximum rate of change of all units.

5. The method according to claim 3, characterized in that the predetermined rate of change when changing the nominal value of an individual unit is the maximum rate of change of this unit.

6. An extrusion installation with several drive units, containing a programmable node designed to synchronize the speeds of the drive units, characterized in that the programmable node is configured to implement the method according to claim 1.

7. The extrusion plant according to claim 6, characterized in that the highest relative value of the speeds of all units is normalized to the maximum value, which should not be exceeded.

8. The extrusion installation according to claim 6 or 7, characterized in that, after changing the nominal value, the output value with a given rate of change is brought to achieve a new nominal value.

9. The extrusion plant of claim 8, characterized in that the predetermined rate of change with synchronous changes in speed is determined by the lowest maximum speed of all units.

10. The extrusion installation according to claim 8, characterized in that the predetermined rate of change when changing the nominal value of an individual unit is the maximum rate of change of this unit.